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Inhalt: Bauphysik 1/2014 Bauphysik 1/2014 Inhalt

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Jahresinhaltsverzeichnis 2013 Bauphysik 1/2014 1-12 Jahresinhaltsverzeichnis

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Schmid, Fabian; Haase, Walter; Sobek, Werner; Veres, Eva; Mehra, Schew-Ram; Sedlbauer, Klaus Schallschutz und akustische Wirkweise bei mehrlagigen textilen Fassadensystemen Bauphysik 1/2014 1-10 Fachthemen

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Das Leitbild einer nachhaltigen Entwicklung ist inzwischen auch im Bauwesen von großer Bedeutung. Die Bautechnik und die Baukonstruktion entwickeln sich entsprechend diesem Trend weiter. Lösungen, die energie-, ressourcen- und massesparend sind, müssen sich in dichten, lärmbelasteten urbanen Räumen bewähren. An den Gebäudehüllen als Schnittstelle zwischen Innen- und Außenräumen entstehen so in besonderer Weise Spannungsfelder. Fassaden- und Dachsysteme müssen dabei unterschiedlichsten Anforderungen gerecht werden.
Das Konzept der adaptiven mehrlagigen textilen Gebäudehüllen als Fassadensystemlösung, welches am Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK) entwickelt wurde, versucht diese vielfältigen Anforderungen durch eine äußerst masse- und ressourcensparende Lösung zu erfüllen. Die nun in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Bauphysik (LBP) durchgeführte Untersuchung konzentrierte sich auf eine Bewertung der akustischen Wirkweise dieser textilen Fassadensysteme und auf eine mögliche Weiterentwicklung des Gesamtkonzeptes. Insbesondere die Aspekte des Schallschutzes und der Raumakustik sind aufgrund der fehlenden Masse bei textilen Gebäudehüllen, der kognitiven Relevanz der akustischen Wahrnehmung und der sich abzeichnenden städtebaulichen Entwicklungstendenzen für die Weiterentwicklung und Anwendung solcher leichten Fassadensysteme relevant.

Noise protection and acoustic behaviour of multi-layer textile façade systems
. The guiding principle of a sustainable development is nowadays also in the building industry of great importance. Building technology and construction continue to evolve according to this trend. Solutions that are energy, resource and mass saving must prove themselves in dense, noise-polluted urban areas. Contradictions result especially at the building envelopes, as they are the interface between interior and exterior spaces. Thereby façade and roof systems have to satisfy varying needs.
The concept of an adaptive multi-layer textile building envelope as a façade solution was developed at the Institute for Lightweight Structures and Conceptual Design (ILEK) in order to satisfy these diverse requirements with a highly mass and resource saving solution. The study conducted together with the Dept. of Building Physics (LBP) focused on the investigation of the acoustic behaviour of these textile façade systems and on potentials to further improve the over-all concept. The aspects of sound insulation and room acoustics are relevant in particular for the advancement and application of such lightweight façade systems due to the missing mass, the cognitive relevance of acoustic perception and the emerging trends in the urban development.

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Helmholtz-Resonatoren für Doppelglasfenster Bauphysik 1/2014 10 Aktuell

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Schmohl, Andreas; Adamow, Katharina; Martens, Nadine; Breuer, Klaus Zum Potenzial von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen in Bauanwendungen Bauphysik 1/2014 11-19 Fachthemen

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Der Beitrag diskutiert die Anwendung von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen im Bauwesen. Es wird aufgezeigt, dass Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe in bestimmten Bauanwendungen bereits etabliert sind, z. B. zur Verstärkung der Statik von Gebäuden und Brücken sowie als Konstruktionswerkstoff. Andererseits sollen spezielle Potenziale des Materials jenseits der mechanischen Eigenschaften identifiziert werden, die sich für Anwendungen im Bauwesen ableiten lassen. Ausgewählte Anwendungsbeispiele, die sich auf vier charakteristischen Eigenschaften des Materials bzw. des Fertigungsprozesses zurückführen lassen, werden beschrieben: 1) Nutzung der Anisotropie zur Konstruktion flexibler und zugleich steifer Bauteile, 2) Integration von (Multi-)Funktionalitäten, 3) Nutzung des geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten und 4) Einsatz von recyclierten Kohlenstofffasern in anorganischer Matrix.

Potential of carbon fibre composites in civil engineering applications
. The paper discusses the application of carbon fibre composite materials in the building industry. It shows that carbon fibre composites are already established in certain areas of civil engineering, e.g. for the strengthening of the statics of buildings and bridges and as construction material. On the other hand special potential of the material, apart from mechanical features, which are advantageous in construction engineering, are identified. Selected examples of specific applications deduced from four characteristic properties of the material and the manufacturing process respectively, are described: 1) Utilisation of the anisotropy for the construction of flexible and at the same time stiff construction components, 2) integration of (multi-)functionalities, 3) utilisation of the low thermal expansion coefficient and 4) application of recycled carbon fibres in inorganic matrices.

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Holm, Andreas H.; Sprengard, Christoph; Treml, Sebastian Dämmstoffe - innovativ, nachhaltig, effizient Bauphysik 1/2014 20-26 Fachthemen

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Die energetische Sanierung im Gebäudebereich ist die Voraussetzung zur Reduzierung des Energieverbrauchs in Deutschland. Durch eine Beschreibung aktueller Innovationen in Bezug auf die eingesetzten Dämmstoffe, die ökologischen und ökonomischen Aspekte sowie eine realistische und bauteilbezogene Abschätzung des Einsparpotentials bei Sanierungsmaßnahmen im Bestand wird dies verdeutlicht. Betrachtet man das Einsparpotential der Gebäudesanierung, so wird klar, dass die energetische Sanierung des Gebäudebestands ein unverzichtbarer Baustein der Energiewende ist.

Innovative insulation materials for sustainability and energy efficiency in the building sector
. The energetically restoration in the building sector is a prerequisite for reducing energy consumption in Germany. This is brought out through a description of the latest innovations in terms of insulation materials used, the environmental and economic aspects as well as a realistic estimate of the energy saving potential of substituted building components. The energy efficient restoration of existing buildings is an essential component of the energy transition.

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Fuchs, H.V. Berichtigung: Fuchs, H. V.: Endlich Ruhe im Hort. Zuschrift und Erwiderung. Bauphysik 35 (2013), H. 6, S. 404-407. Bauphysik 1/2014 26 Berichtigung

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Gertis, Karl; Holm, Andreas Zur Messung der Wärmeleitfähigkeit feuchter Stoffe Bauphysik 1/2014 27-39 Fachthemen

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Die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen hängt von einer Vielzahl von Einflussgrößen ab, über die ebenfalls eine Vielzahl von Publikationen erschienen ist. Die wohl gründlichste und sachkundigste Zusammenstellung all dieser Einflüsse ist von W. F. Cammerer [1] gegeben worden. Man beschäftigt sich fast schon 100 Jahre mit der Problematik des Feuchteeinflusses. Trotzdem sind die Abläufe und Wirkungszusammenhänge bei der Wärmeleitung, wenn gleichzeitig Feuchte vorhanden ist, bis heute nicht wirklich geklärt. Das liegt daran, dass die Gesetzmäßigkeiten des gekoppelten instationären Transportes von Wärme und Wasser, das sich in den Poren des Stoffes in Bewegung setzt, sobald ein Temperaturgefälle anliegt, erst in den letzten Jahrzehnten durch numerische Ansätze mittels Computerberechnung präziser behandelt werden können. Die für die Berechnung nötigen Stoffwerte sind ebenfalls erst in den letzten Jahren komplettiert worden. Man kann jetzt das schon lange bekannte Problem mit besseren Ansätzen angehen, z. B., indem die in den Wärmeleitfähigkeits-Apparaturen während der Messung auftretenden Feuchtewanderungsprozesse theoretisch nachgebildet werden. Daraus lässt sich dann auch der Feuchteeinfluss ableiten, der aufgrund der anwesenden und sich während der Messung verlagernden Feuchte entsteht.

On the measurement of thermal conductivity of humid substances
. The thermal conductivity of building materials depends on a wide range of influencing variables, and a large number of articles have been published. The most thorough and knowledgeable compilation of these influences have probably been collected by W. F. Cammerer [1]. There has been a focus on the problem of moisture influence for nearly a hundred years. Until today the processes and correlating effects of thermal conductivity with simultaneous presence of dampness have not become fully clear. The reason for this is that the laws of coupled transient transportation of heat and water, which starts in the pores of the substance as soon as there is a thermal gradient, have only been treated in a more precise way in the last century. Also the properties necessary for calculation have only been completed recently. This allows a much better approach to the problem well known for a long time. This shall be demonstrated in the present study by theoretically reproducing, in the thermal conductivity apparatus, the moisture migration process during measurement. Thus, it is possible to work out the effects of moisture resulting from the dampness already present and the one which results from the moisture shifting during measurement.

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Merzkirch, Alexander; Hoos, Thorsten; Maas, Stefan; Scholzen, Frank; Waldmann, Danièle Wie genau sind unsere Energiepässe? Vergleich zwischen berechneter und gemessener Endenergie in 230 Wohngebäuden in Luxemburg Bauphysik 1/2014 40-43 Fachthemen

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Die Mitgliedsstaaten der EU sind gemäß den Richtlinien 2002/91/EG und 2010/31/EU verpflichtet, eine Berechnungsmethodik und einen Ausweis über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden aufzulegen. In Luxemburg muss nach 3 Jahren der Nutzung der reale Verbrauch an Endenergie im Pass nachgetragen werden. Für 125 Einfamilien- und 105 Mehrfamilienhäuser mit insgesamt 870 Wohnungen wurden der gemessene Verbrauch und der berechnete Bedarf an Endenergie verglichen. Der berechnete Wert war im Mittel bei den Einfamilienhäusern um 74 %, bei den Mehrfamilienhäusern um 103 % höher als der gemessene Wert. Die Abweichungen sind umso größer, je älter das Gebäude ist. Ursachen sind Abweichungen zwischen den teils angenommenen und teils festgelegten Eingabeparameterwerten in der Berechnungsmethodik und den tatsächlich in der Realität auftretenden Werten. Empfindliche Eingabegrößen sind hierbei Innenraumtemperatur, U-Werte, Wärmebrückenberechnung und Luftwechselrate.

Accuracy of energy performance certificates - Comparison of the calculated and measured final energy demand for 230 residential buildings in Luxembourg
. Member States of the European Union are obliged to present a calculation method and certificate for the energy performance for buildings according to the guidelines 2002/91/EG und 2010/31/EU. In Luxembourg it is obligatory to add the real final energy consumption to the certificate after 3 years. The measured real final energy consumptions and the calculated ones were compared for 125 single-family homes and 105 multi- family homes with 870 dwellings in total. The mean calculated values for single-family homes were 74 % higher, the mean calculated values for multi-family homes 103 % higher than the actual measured data. The older the buildings, the higher the deviations, as the input parameters, which were partly assumed and partly predefined, diverge between calculations and reality. Sensitive parameters of interest are the indoor room temperature, the U-values, the used assessment for thermal bridges and the air exchange rate.

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Wettbewerb in Baden-Württemberg: Studierende sollen Energieeffizienzhaus entwickeln und bauen Bauphysik 1/2014 43 Aktuell

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Meyer, Jürgen Applied Acoustics: Concepts, Absorbers, and Silencers for Acoustical Comfort and Noise Control. Alternative Solutions - Innovative Tools - Practical Examples. Von: H. V. Fuchs Bauphysik 1/2014 44-45 Bücher

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Technische Regelsetzung: Bauphysik 1/2014 Bauphysik 1/2014 45-47 Technische Regelsetzung

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Die wichtigsten Neuerungen der EnEV 2014
Die neue EnEV und die Frage der Gebäudepräparation bei Luftdichtheitstests

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Persönliches: Bauphysik 1/2014 Bauphysik 1/2014 45 Persönliches

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Berufung Thomas Auer
Berufung Lamia Messari-Becker

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Aktuell: Bauphysik 1/2014 Bauphysik 1/2014 47-48 Aktuell

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Innovationspreis Schaumkunststoffe 2013 für Dämmmaterial
Erweiterung des Master Online Bauphysik um zehn Module

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Veranstaltungen: Bauphysik 1/2014 Bauphysik 1/2014 48 Veranstaltungen

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Inhalt: Bautechnik 1/2014 Bautechnik 1/2014 Inhalt

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Jahresinhaltsverzeichnis Bautechnik 2013 Bautechnik 1/2014 00 Jahresinhaltsverzeichnis

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Ernst & Sohn (Hrsg.) Sonderheft: Geothermie, Bohr- und Brunnentechnik 2014 Bautechnik 1/2014 1-52 Sonderheft

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Regenerative Energiequellen sind ein entscheidender Faktor der Energiewende. Zum Klimatisieren von Gebäuden eignet sich vor allem die Oberflächennahe Geothermie. Derzeit sind in Deutschland ca. 290.000 solcher Anlagen in Betrieb. Das Sonderheft enthält u. a. Beiträge zur Planung, zum Bau und zur Betriebsüberwachung großer Erdwärmesonden, zum ersten Hybridsystem aus Geothermie und Blockheizkraftwerk sowie zur praktischen Bohr- und Brunnentechnik.

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Vogt, Tobias; Hummel, Johannes; Schick, Michael; Seim, Werner Experimentelle Untersuchungen für innovative erdbebensichere Konstruktionen im Holzbau Bautechnik 1/2014 1-14 Aufsätze

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Dieser Fachaufsatz berichtet über die Ergebnisse umfangreicher experimenteller Untersuchungen an 20 Holzrahmenwänden und 15 Brettsperrholzwänden, bei denen praxisrelevante Fragestellungen im Zusammenhang mit der Erdbebenbemessung im Mittelpunkt standen. Besonderes Augenmerk wurde auf die Frage gelegt, welchen Einfluss unterschiedliche Auflagerdetails und Verankerungen auf die Verformungsfähigkeit und die Energiedissipation haben. Circa 90 kleinformatige Versuche an Verbindungsmitteleinheiten und Verankerungsdetails bildeten die Basis für Optimierungen, die bei den anschließenden Wandversuchen bereits erfolgreich getestet werden konnten. Eine wesentliche Erkenntnis aus den experimentellen Untersuchungen ist, dass bei seitlicher Verankerung im Holzrahmenbau Querzugverstärkungen im Bereich der Zugverankerung notwendig werden können, um das duktile Verhalten der Wandelemente zu gewährleisten. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass eine Verankerung auf der Beplankung keine Nachteile bringt. Die Beplankung mit Gipsfaserplatten führt in den Untersuchungen zu ähnlichen Werten in der Tragfähigkeit, der Duktilität und der Energiedissipation wie die Beplankung mit OSB-Platten. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass auf den ersten Blick nachrangige Details wie die Anordnung von Elastomer-Zwischenschichten zwischen Wand und Decke (aus Schallschutzgründen) einen signifikanten Einfluss auf die Duktilität und die hysteretische Dämpfung von Wandelementen aus Brettsperrholz haben.

Experimental tests for innovative and earthquake-resistant timber-constructions
This paper presents the results from test series on 20 timber-framed and 15 cross laminated timber (CLT) wall elements, which focus on practical aspects in connection with the design for earthquake resistance. The main objective was to learn about the influence of different types of anchoring and support conditions on displacement capacity (ductility) and energy dissipation. About 90 tests on connection and anchoring units aimed on optimization of construction details. These test results had already been used for the design of full scale tests. One important test result is, that failure due to shear-tension interaction has to be prevented by reinforcement in the connection area of the hold down to ensure the ductile behavior of the wall elements. Furthermore it could be demonstrated, that asymmetric anchoring on one side of the wall doesn't affect ductility and energy dissipation. Wall elements with gypsum fiber boards (gfb) reach similar values for maximal load, ductility and energy dissipation compared to wall elements with osb. Moreover it was found, that construction details like using elastomer separation layers between wall and floor elements for sound insulation have a significant influence on ductility and hysteretic damping for CLT wall elements.

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Schmid, Volker; Yildiz, Özkan Zum konstruktiven Holzschutz mit hochelastischen Polyurethan-Spritzelastomeren Bautechnik 1/2014 15-22 Aufsätze

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Architekten und Ingenieure sind zunehmend daran interessiert, eine moderne Formensprache auch für Holzkonstruktionen umzusetzen. Dabei erweisen sich die bewährten Maßnahmen zum konstruktiven Holzschutz, wie z. B. Dachüberstände, Verkleidungen und Verblechungen, häufig als hinderlich und bremsen so eine größere Verbreitung der Holzbauweise. In der Praxis wurde deshalb vereinzelt ein neues Holzschutzkonzept angewandt, das auf einer hochelastischen, 2 bis 3 mm dicken Sprühbeschichtung aus Polyurethan basiert. Dieses Schutzsystem wird seit 25 Jahren erfolgreich für Betonkonstruktionen eingesetzt. Die hervorragende Risseüberbrückungsfähigkeit der Polyurethan-Dickfilmbeschichtung, zusammen mit einer Dampfdurchlässigkeit von sd ≈ 1,8 m bei 2 bis 3 mm Dicke, prädestiniert sie auch zum Schutz moderner Holzbauteile. In einem Forschungsprojekt an der TU-Berlin wurde dieses Holzschutzkonzept nun erstmals wissenschaftlich an drei unterschiedlichen PUR-Beschichtungen auf verschiedenen Holzgründen wie Brettschichtholz, Brettsperrholz, OSB-Platte, mitteldichte Faserplatte und Furnierschichtholz untersucht. Dazu wurden an gealterten und ungealterten beschichteten Holzproben Zug- und Haftzugtests, Ermüdungstests und Auslagerungsversuche durchgeführt und anschließend die Wasserdichtigkeit geprüft. Des Weiteren wurden ein Fassadenelement im ETAG-Fassadenprüfstand sowie ein Wand-Traufe-Bauteil im Schlagregenversuchsstand getestet.

Highly elastic polyurethane coating with 2 to 3 mm thickness for constructive wood protection
Architects and engineers develop an increasing interest in sustainable timber structures with a contemporary and modern design. This aim is hampered by the established detailing of timber structures, which for example requires roof overhangs and steel sheet cladding to prevent the timber from weathering. In recent projects architects and engineers tried a new method of constructive wood protection to realize their modern design concepts: A 2 to 3 mm thick, highly elastic polyurethane coating is sprayed onto the wood. This coating is capable of bridging opening gaps, in the tests up to 5 mm in width, while remaining watertight. This type of water proofing is successfully employed on concrete for about 25 years. Its permeability for water vapour with an sd-value of about 1.8 m makes it well suited for timber structures. In a research project the Technische Universität Berlin investigated this new type of wood protection. Polyurethane coatings of three different manufacturers were tested on multiple substrates like gluelam, cross laminated timber, oriented strand board, medium density fibre board and laminated veneer lumber. Half of the test specimens were exposed to artificial weathering before the tests, the other half remained unweathered. Tests of the resistance to delamination were carried out as well as tensile and fatigue tests which were followed by tests assessing the water tightness. Some specimens were exposed to outside climate for two years and a full size facade element was tested in the EOTA facade testing stand.

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FV WDVS erweitert Vorstand um Ressort "Public Affairs" Bautechnik 1/2014 22 Firmen und Verbände

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Frese, Matthias; Blaß, Hans Joachim Dauerhaftes Brettschichtholz aus acetylierter Radiata Kiefer Bautechnik 1/2014 23-30 Aufsätze

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Seit dem Jahr 2007 ist modifizierte Radiata Kiefer auf dem Markt verfügbar. Gegenüber unbehandelter Radiata Kiefer sind deren Dauerhaftigkeit und Formstabilität mit einem patentierten Acetylierungsverfahren verbessert. Die auf diese Weise modifizierte Radiata Kiefer ist eine Alternative zu dauerhaften Tropenhölzern und eignet sich in Form von Brettschichtholz für frei bewitterte tragende Holzkonstruktionen. Das belegen erste realisierte Brückenbauwerke. Der Aufsatz berichtet über die Ergebnisse einer Forschungsarbeit, in der die wissenschaftliche Basis für eine in Deutschland zukünftig geltende baurechtliche Regelung von Brettschichtholz aus acetylierter Radiata Kiefer geschaffen wurde. Diese Arbeit umfasst experimentelle und numerische Untersuchungen zur Biegefestigkeit von Brettschichtholz aus acetylierter Radiata Kiefer und zahlreiche Versuche mit Verbindungsmitteln, auf deren Grundlage differenzierte Brettschichtholz-Festigkeitsklassen entwickelt bzw. Kennwerte für die Bemessung von stiftförmigen Verbindungsmitteln hergeleitet wurden. Der Aufsatz zeigt Möglichkeiten und Grenzen auf, die bei der Bemessung von tragenden Bauteilen aus Brettschichtholz aus acetylierter Radiata Kiefer zu erwarten sind.

Durabel timber structures made of acetylated Radiata pine
Acetylated Radiata pine is available in the marked since 2007. Compared to the untreated wood, it has an improved durability and dimensional stability due to a patented acetylation process. Acetylated Radiata pine is, therefore, an alternative to durable tropical woods and is suitable for timber structures exposed to weather. The first bridge constructions made out of acetylated Radiata pine and without structural cover give proof of this. The article reports results of a research project that created the scientific basis for a future building regulation in Germany of glulam made out of acetylated Radiata pine. The article covers experimental and numerical investigations of the bending strength of glulam of acetylated Radiata pine and numerous tests with dowel-type fasteners. The results obtained are the basis for specific glulam strength classes as well as characteristic values for the embedding strength and for the withdrawal parameter of self-tapping screws. The article aims at showing possibilities and limits regarding structural design with glulam made out of acetylated Radiata pine.

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DACH+HOLZ 2014 Bautechnik 1/2014 30 Veranstaltungen

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Ringhofer, Andreas; Brandner, Reinhard; Schickhofer, Gerhard Entwicklung einer optimierten Schraubengeometrie für hochbeanspruchte Stahl-Holz-Verbindungen Bautechnik 1/2014 31-37 Aufsätze

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Der Beitrag behandelt die Optimierung der Geometrie von vorwiegend axial beanspruchten selbstbohrenden Holzschrauben für den Einsatz in einer Stahl-Holz-Laschenverbindung unter Zug parallel zur Faser. Mit Fokus auf den Stahlbruch werden der Kopf und Ansatzbereich des Gewindes adaptiert und die Veränderungen im Last-Verformungsverhalten anhand von Prototypen versuchstechnisch an bauteilgroßen Laschenstößen und mittels einer numerischen Modellierung verifiziert. Es zeigen sich eine gegenüber herkömmlichen Schraubentypen um 2 bis 8 % gesteigerte Tragfähigkeit, eine Verlagerung des Versagens der Schraube von der Stahlblech-Unterkante tiefer in das Holz sowie die Ausbildung eines Fließgelenks am Beginn der geschaffenen Freistrecke. Letzteres lässt einerseits eine homogenere Lastverteilung zwischen den Schrauben infolge eines erheblich gesteigerten Duktilitätspotenzials und andererseits eine Verbesserung des Tragverhaltens solcher Anschlüsse bei Langzeit- und Zugschwellbelastungen erwarten. Zudem wird ein Vorschlag für den Nettoquerschnittsnachweis für zugbeanspruchte Laschenstöße mit selbstbohrenden Holzschrauben unterbreitet.

Development of an optimized screw geometry for high-stressed steel-to-timber joints
This paper deals with the geometrical optimization of mainly axially loaded self-tapping screws applied in steel-to-timber joints under tension parallel to grain. Focusing on steel failure, the head geometry and the zone before the thread were adapted. Consequently, differences to standard products were verified by laboratory tests on full-scale steel-to-timber joints and also by numerical modeling. A 2 to 8 % increase of load bearing resistance, a displacement of the location of screw failure deeper into the timber member as well as the development of a plastic hinge close to the head are the essential results of this study. Especially the yield deformation leads to a more homogenous load sharing between a group of screws, caused by an increased potential of ductility, and to an enhanced bearing behavior under long term as well as pulsating tensile loadings. In addition to that a proposal for the verification of the net cross-section of tensile joints with self-tapping screws is given.

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Koj, Christoph; Trautz, Martin Mit Schrauben fügen und bewehren - Langzeitversuche an biegesteifen Rahmenecken im Außenklima Bautechnik 1/2014 38-45 Aufsätze

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Seit 2006 werden am Lehrstuhl für Tragkonstruktionen der RWTH Aachen (Trako) Fügungen und Verstärkungen von Holzbauelementen mit als Bewehrung angeordneten selbstbohrenden Vollgewindeschrauben entwickelt. Sehr positive Ergebnisse wurden in Versuchen mit biegesteifen Rahmenecken für positive und negative Biegemomente erzielt, die im Kurzzeitversuch Bruchlasten von über 80 % der reinen Querschnittstragfähigkeit erreichten. Die hohe Tragfähigkeit bedingt dabei eine entsprechend hohe Auslastung sowohl des Holzquerschnitts als auch des Verbundes zwischen Vollgewindeschrauben und Holz. Vor allem zum Kriech- und Ermüdungsverhalten des Schraubenverbundes unter Langzeitbelastung und Klimawechseln liegen bisher kaum Forschungsergebnisse vor.
Daher wurde in einem eigenen Forschungsprojekt das Tragverhalten der Rahmenecken unter Dauerlast im Außenklima der Nutzungsklasse 2 untersucht. In einem überdachten Versuchsstand wurden Rahmenecken mit zwei hinsichtlich der Tragfähigkeit und Querschnittsauslastung unterschiedlichen Schraubenkonfigurationen über eine Dauer von zwei Jahren belastet. Dabei wurden die zeitabhängigen Verformungen gemessen, um das Kriechverhalten der Verbindung zu beurteilen. Im Anschluss an die Langzeitbelastung wurde die Resttragfähigkeit der Rahmenecken im Bruchversuch ermittelt. Die Größe der Kriechverformung und des Tragfähigkeitsverlustes waren abhängig vom Belastungsniveau und dem Ausnutzungsgrad des Holzquerschnitts. Während bei den hoch ausgelasteten Eckverbindungen eine merkliche Reduktion der Bruchlasten zu beobachten war, erreichten die gering belasteten Ecken nahezu die gleiche Tragfähigkeit wie im Kurzzeitversuch.

Self-tapping screws as connectors and reinforcements - long-term tests on rigid frame corners in exterior climatic conditions
Since 2006 the Chair for Structures and Structural Design at RWTH Aachen University has been developing connections and reinforcements for structural timber elements using fully threaded self-tapping screws. Rigid frame corners made of glued-laminated timber which were joined with these screws performed exceptionally well in short-term load tests reaching more than 80 % of the load bearing capacity of the beam section itself. The high load bearing capacity of the connection implies a high degree of capacity utilisation both for the bond between screws and timber and the timber section. Regarding creep and fatigue of the bond between fully-treaded screws and timber barely any research has been conducted so far.
Thus in the actual research project the structural behaviour of the rigid frame corners was examined under long-term load in exterior climatic conditions (service class 2). A test rig was set up with two types of rigid frame corners differing in the layout of the screw connection and the load bearing capacity. For a period of two years the corners were monitored under continuous and varying loads. The deformations were measured to evaluate the creep of the screws and the connections. Subsequent to the long-term loading the residual strength of the test specimens was determined in breaking tests. The level of creep deformations and the reduction of the load bearing capacity depended on the degree of capacity utilisation of the connections and the timber section. For the specimens with a high degree of utilisation a decrease of load bearing capacity was observed while the ones with a lower degree of utilisation reached almost the same ultimate loads as with short-term loading.

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